电气节能技术在建筑电气工程中的运用

谢建国

电力系统在生产和生活的地位举足轻重。建筑电气工程中，既要确保工程的施工质量，又要尽可能降低不必要的能耗，以达到可持续发展的目标。因此，必须充分认识到电气节能技术在建筑电气工程中的作用，深入探究该技术的实际应用方法，从而更好地运用到实际工程中。

1 建筑电气工程与节能技术

1.1 建筑电气工程概述

建筑电气工程主要以电力科学技术为手段，在建筑工程中运用先进的信息科学技术理论和电力科学技术，为建筑工程提供全方位的服务。随着科技的飞速发展，我国对数字化城市、绿色生活、智慧建筑的要求越来越高。将现代信息技术应用到各个行业中，对传统建筑业进行改造是建筑行业发展的趋势。建筑智能化是一种新兴产业，与现代信息技术有着密切的关联。建筑工程的智能化为人们提供了舒适的工作和居住环境，带来了空前的经济效益和巨大的社会利益，未来仍有着广阔的发展空间。

1.2 电气节能技术的应用现状

随着城市化的迅速发展，我国的社会经济也在不断发展，各个行业都取得了很大的进步，尤其是建筑行业。我国建筑行业的能源消耗占全国能源消耗总量的1/3，因此必须通过科学的节能技术减少整个行业的耗能量。目前，我国各有关部门都非常重视电气节能技术的发展应用，出台了相关政策，但是与其他发达国家相比仍存在着巨大差距。尽管很多企业都意识到电气节能技术的优越性，但是该技术在实际工程中并未得到充分应用。因此，在制定节能措施时，必须进一步统一规范，强化法律的约束力，以改善电气节能技术的应用现状。

1.3 电气节能技术的应用原则

1.3.1 符合建筑相关标准的原则

建筑是一个系统的项目，而电气节能是其中的一部分。节能设计方案应按照建筑相关标准和规范进行，其具体要求有：通过优化电网结构合理利用电力资源，降低能耗，从而达到节约用电的目的。因此，在建筑工程中，必须严格遵循国家有关安全技术规范进行设计，创造安全、稳定的用电环境。

1.3.2 环保节能原则

在建筑工程中，电气节能技术的核心就是环保节能，倡导采用绿色的电力设备，以减少能源浪费及对环境的污染。在建筑电气工程中，电气节能技术在每一个环节的应用都应秉承环保节能原则，这也是电气系统施工人员必须认真研究的课题。

1.3.3 适用性原则

适用性原则是建筑工程电气节能技术能否得到发展和运用的重要理论依据，也是衡量可操作性的一个重要指标。建筑工程中电气设备使用的适用性，为整个建筑提供了与人们的生活和工作需要相适应的物质条件，确保了建筑内部的良好环境，维护了有关工作正常进行。另外，在建筑工程电气节能技术的设计和应用中，是否能够实施节能技术，关键在于其经济适用性。经济适用原则是以建设项目的实际经济效益为出发点，采取多种措施，降低建设项目成本，达到电气节能技术指标，为建设项目带来最大的经济利益[1]。

2 电气节能技术的应用问题

2.1 技术水平低，管理制度不完善

在我国建筑工程电气自动化技术应用中，经常会出现各种问题，通常是由生产成本超支、产品质量不达标以及人为操纵不当等因素造成。究其根源主要是因为我国电力工程施工中缺乏现代技术手段，技术水平低，导致工程监理工作中存在一些问题。另外，管理制度不完善，导致管理体系存在漏洞，一旦出现问题，无法按照规章制度来追究相关责任。而且由于管理体系中处理问题的方式大多比较笼统，极大地影响了约束条款的有效性[2]。

2.2 应用范围急需扩大

目前，在我国建筑电气工程建设过程中，智能化技术的运用水平存在诸多不足，其应用领域还有待进一步扩大，电气系统管理、故障监测以及电力设备的优化是实现智能化的关键。在今后的发展中，智能化已成为未来发展的趋势，智能技术的应用也将越来越广泛，因此需要深入研究建筑电气的智能化方面[3]。

3 电气节能技术在建筑工程中的应用

3.1 空调系统节能技术

建筑电气工程进行节能优化设计的过程中，相关人员必须提高对空调系统节能技术的重视程度。由于配电网络中存在大量问题，这些均会造成大量的电能消耗。因此，技术人员应结合实际情况以及中央空调的技术规范和能源需求，与有关电力部门进行科学合理的沟通，并根据需求调整相应的供电线路，保证所安装的配电网科学、合理，从而能够在空调系统中应用更多的节能技术。同时，技术人员还需要合理优化中央空调的内部结构，使其能够独立管理中央空调的温度、湿度，以便达到较为完善的配置。另外，还要对能源节约技术进行科学的研究和应用，达到合理利用节能技术的目的[4]。

3.2 照明系统节能技术

在建筑景观照明设计中，电气节能技术人员应采取调压、调频等技术，以达到节能控制的目的。例如，针对电力供应中后半段的电力负荷偏小、电网电压偏高的特点，技术人员可以利用自动化的节电系统，达到调压和频率调节的目的。在数据网络系统构建中，将无线遥控器和无线通信技术相结合，并与电网的配电箱相连，对其进行远程监测，从而控制项目所处电网[5]。这一过程需要电气节能技术人员按照照明规范和照明模式的要求进行系统的设定。

3.3 变压器的节能方法

建筑电气工程中，采用了较多大容量的变压器。根据统计，在发电、供电、用电的过程中，由于变压器自身的有功和无功的双重损失，采用节电技术减少损失是节省能源的关键。为了减少电力系统中变压器的损耗，可以采用以下2种方法。

第一，采用节电变压器。目前，国内已出现一些节能变压器，其产品质量达到使用标准，整体功耗比普通变压器降低25%左右。

第二，选用符合要求的变压器。在施工过程中，应结合实际情况，合理确定变压器的容量和数量，并将采购与运输成本结合起来，以节约项目成本。

3.4 动力系统应用中的节能措施

对于电力系统，由于其生产、供给均由对应的生产厂商提供，因此必须从实际操作过程实现节能管理。而且在设备运行中，相关技术人员可以有效避免空载现象。若在此期间发现电力系统的相关工作负载有明显降低的征兆，则有关技术人员应适当调整所涉及的频率装置，确保运行速度能够与当前电网的实际情况相适应，从而实现无空载的节能目标。此外，相关技术人员应明确剖析总体供电状态和相关设备的结构特点，以便根据实际情况采用更加合理、完善的方式进行合理的布局。为此，相关主管必须对各大楼各层进行分组作业，并充分利用各楼层的楼梯管理体系，确保多个楼梯系统协调一致，各系统之间形成良性交互，最终实现对楼梯系统的整体管理。在管理期间，如果出现部分动力系统暂停工作的现象，应立刻停止该部分系统所对应的电力供应，并等到系统恢复正常后再继续供应电力，以防止资源浪费。

3.5 通风、排水与暗室设计方面的节能技术

节能技术还可以应用于通风、排水和暗室的设计中。第一，在通风方面的运用。必须与智能控制系统相结合，并根据实际情况进行相应的管路设计。第二，在排水系统方面的应用。节能排水技术要求采用相应的变频调速设备，进行负压供水，以达到节水、节能、净化水质的目的。第三，在暗室设计方面的应用。暗室主要是指地下室和电梯之间的密闭空间，必须具有紧急且足够的电力供应，以便突发事件发生时能够及时处理。尤其对于电梯这种日常使用频次较高的场所，要保证安全、节能，因此必须根据设计图布置线路，以减少能耗。

3.6 电动机节能技术

在工程建设中，电机与暖通设备、管道设备以及建筑设备等相匹配，为了便于使用，通常选择同一厂家。电动机的节能技术一般在运行阶段得以充分体现，但要确保工作性能，实现全过程的节能，就必须了解其选用原理，并根据特点选用合适的型号。在实际工作中，采用励磁方法可以有效调整输入端的电压、电流，而异步电动机具有一定的功率因子，通常维持在0.8 左右。因此，当需要使用大容量的发电机时，一般会选择同步电动机。

4 电气节能技术的应用策略

4.1 提升电气系统功率因数

在电气系统发展和运行的过程中，通过科学、合理的方式提高该系统的功率因数，可以有效减少变压器的损失，达到节能要求。提高系统功率因数的有效途径有以下3 个。第一，采用电容实现无功补偿，持续提高整个系统的运行速度，其工作原理及关键在于将电容器所产生的电能转化为无功功率，以消除滞后与补偿功率造成的作用力，从而有效降低工作中产生的损耗。第二，在电力设备与调速方式相同的情况下，单靠自然功率不可能维持工作，而采用无功补偿装置，可以有效降低线路损失。第三，对电力集中的地区进行补偿，确保电力设施的正常使用。

4.2 合理优化供配电线路系统

通过配电网的连接，可以实现供电和负载控制的一体化。但是，电力供应与分配过程中仍然存在一些缺陷，其中最主要的问题就是电力的大量损失。因此，在进行供配电网规划时，应着重考虑如何合理规划配电网，尽可能减少配电网的连接和供电线的使用，降低电网损失，达到节能效果。合理优化电力系统的线路，主要采取如下措施。

（1）合理选用导线材料。应充分考虑各种金属材料的电阻率导线的损耗与导线的电阻有密切的关系，因此，在选用导线时，应遵循经济实用的原则，选用低电阻率的材料，目前铜芯电线较为符合需求。

（2）减少配线。线路缩短的距离越多，损失也就越大，可见线路损失与线路长度有着密切联系。因此，在进行供配电网设计时，应尽量避免采用配线连接，以减少配线，使配电网与负载中心直接毗邻。例如，为了降低输电线路损失，需要让输电线路尽量接近负荷中心。此外，由于很多高层住宅都会发生分支线路逆向供电的不良情况，导致电力损失很大，因此在设计时应为每1 座竖井配设1条主干线，以减少分支线路的逆向供电。

（3）限制空载运行。在所有供电和分配系统中，电动机和其他很多电气设备都会处于无负载运行状态。这就使得无法充分利用电力，从而产生大量的电力损失。因此，设计人员可以采用高功率的同步电动机替代异步电动机，降低线路损失。

4.3 建筑节能的计量与管理

在施工过程中，计量管理是衡量建筑能耗情况的重要手段，使用者只能通过计量器具了解建筑能耗的基本情况。因此，相关单位在进行建筑电气节能设计时，应对其进行严格的计量管理，每一个地区的能耗，不管是居民还是小区，都需要单独测量，这样才能更好地掌握能耗的基本情况。同时，还要做好相关记录，以便更好地理解和分析建筑电气节能设计和运行效果。对一些耗电较高的电气设备，也要进行监控和测量，防止装置出现故障。另外，应对电气系统的节能设计进行严格的计量管理，以防止因计量失误造成的能耗损失。

4.4 重视节能新技术

目前，电气节能技术在我国建设工程中的应用越来越广泛。要加强电气节能设计的投入力度，并不断完善工艺技术，降低经济发展对生态环境造成的负面影响，全面实现绿色节能经济的基本需求。此外，还需要加强对新技术的研究和开发，以及新的技术和设备的推广与应用。从当前电气节能技术和新能源技术发展等方面来看，政府也要从财政上给予扶持，加强对建筑电气节能设计的管理。

4.5 巧妙利用自然光

为了达到更好的节能效果，必须严格遵守国家有关的节能要求，要充分认识到自然光的作用，创造出良好的自然光线进入环境。也就是说，必须加大采光孔，加大采光面积，并选用透光率高的材料，最大限度利用自然光。此外，合理设计建筑内部的色彩，以浅色调为主，这样也可以充分利用自然光线。

4.6 重视防火设计

有效预防民用建筑的电气火灾，必须对其进行合理的消防设计。在设计时要严格遵循有关设计标准，注意技术上的一些小问题，以达到预防电气火灾的目的。在进行电气系统设计时，要充分考虑电气设备的负荷问题，避免因长时间使用或负荷过大而导致火灾。在选择材料时要选用正规厂家生产的材料，以达到家用负荷需求，有效避免家庭电气设备着火。

5 结语

随着经济水平的提升，人们的生活水平也不断提高，电能的利用对人们的生活质量产生了一定的影响。因此，有关部门应加强利用先进的能源技术和设备，以保证能源的利用率和品质，从而提升建筑及有关单位电气系统的运行品质，促进电气节能技术的发展。